लिथियम आयन बैटरी के तंत्र पर अध्ययन नीचे गिरावट ज्यादातर इस तरह के कई अध्ययनों के रूप में एनोड और कैथोड सामग्री, में केंद्रित पता चला है कि सक्रिय पदार्थ नुकसान मुख्य कारक विफलता ड्रॉप लिथियम आयनों उत्पन्न कर रहे हैं आदि बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध, में वृद्धि, और लिथियम के लिए एक बांधने की मशीन आयन बैटरी के क्षय द्वारा निभाई गई भूमिका अपेक्षाकृत छोटी है। वास्तव में, हालांकि लिथियम-आयन बैटरी में बाइंडर का अनुपात बहुत छोटा है (आमतौर पर सक्रिय सामग्री का 5% से कम), बांधने की मशीन ने भूमिका निभाई है। लिथियम आयन बैटरी में महत्वपूर्ण भूमिका, चिपकने वाला, प्रवाहकीय कणों एक साथ बंधे सकारात्मक और नकारात्मक दोनों की उपस्थिति के कारण चार्ज और निर्वहन करने की प्रक्रिया में एक स्थिर प्रणाली बनाने के लिए। हालांकि, सक्रिय सामग्री कणों अभिनय है एक निश्चित मात्रा परिवर्तन इस स्थिर संरचना को नष्ट कर देगा। उदाहरण के लिए, सबसे आम स्थिति नीचे दी गई आकृति में दिखाया गया है। लेयरिंग घटना चिपकने वाला / प्रवाहकीय एजेंट और सक्रिय सामग्री कणों के बीच होती है, जिसके परिणामस्वरूप सक्रिय सामग्री होती है नुकसान से लिथियम-आयन बैटरी की उलटा क्षमता में कमी आई है।
लिथियम-आयन बैटरी के पतन में चिपकने वाली भूमिकाओं का विश्लेषण करने के लिए, पोर्ट्समाउथ विश्वविद्यालय में जेएम फोस्टर (मेरे साथ आओ, "पोर्ट्समाउथ" में बी-बॉक्स लग रहा है) , सक्रिय सामग्री कण आकार का अध्ययन करने के चिपकने वाला संबंध विशेषताओं का प्रचलन दर पर एक प्रक्रिया मॉडल के आधार पर, पढ़ाई अण्डाकार कणों से संकेत मिलता है काफी इलेक्ट्रोलाइट कणों के ऊपरी और निचले विस्तार में चिपकने वाला के अवशोषण को बढ़ाता तनाव, बड़ी चार्ज-डिस्चार्ज दर (1 सी से अधिक) बैटरी के चक्र प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले सक्रिय सामग्री कणों के बाएं और दाएं किनारों पर बाइंडर तनाव को भी काफी बढ़ाएगी।
तीन प्रमुख मान्यताओं से मिलकर जेएम फोस्टर मॉडल: 2) लिथियम प्रविष्टि और लिथियम के desorption के लिए सक्रिय सामग्री के कणों में हो जाएगा 1) एक इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री से भरा गोलाकार झरझरा कणों और लोचदार चिपकने वाला, चिपकने वाला micropores के होते हैं वॉल्यूम विस्तार होता है; 3) जब चिपकने वाला संपर्क होता है तो चिपकने वाला सूजन हो जाएगा।
ऊपर मान्यताओं के अनुसार, जेएम फोस्टर गणितीय मोटर पर मॉडलिंग (यांत्रिक ज्ञान की मॉडलिंग डिजाइन की बड़ी संख्या के कारण, नहीं मैकेनिकल इंजीनियरिंग यहां की एक छोटी श्रृंखला भी नहीं अतिचार है, और रुचि मित्रों को मूल पाठ देख सकते हैं) हम सीधे परिणाम मॉडल देखो।
अभ्यास में इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री के कणों और सीधे पूरे इलेक्ट्रोड के लिए चिपकने वाला रचना की एक बड़ी राशि के लाखों लोगों के कई दसियों, स्पष्ट रूप से अवास्तविक हल किया जाता है जेएम फोस्टर एक सरलीकृत दृष्टिकोण, जेएम फोस्टर का उपयोग करता है तो यह है कि इलेक्ट्रोड के किनारे के अलावा बलों द्वारा की स्थिति, आंतरिक इलेक्ट्रोड बहुत समान है, इसलिए हम सरल बना सकते हैं को हल करने की प्रक्रिया पूरी इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री एक कण है और उसके आसपास के चिपकने वाला हल किया जाता है, ताकि समाधान प्रक्रिया बहुत सरल है मॉडल।
निम्न चित्र सक्रिय सामग्री के कणों के आसपास तनाव वितरण में इलेक्ट्रोलाइट के विस्तार के अवशोषण में एक बांधने की मशीन से पता चलता है, कम पैनल ग संबंध बिंदु पी और इलेक्ट्रोलाइट को अवशोषित करके सक्रिय सामग्री के कणों में बांधने की मशीन के बिंदु ई से पता चलता तनाव प्रवृत्ति एजेंटों, हम आंकड़ा चिपकने वाला में अवशोषण समाधान बिंदु पी पर तनाव में बढोतरी करती है कण सतह और विस्तार के बाद कलेक्टर इलेक्ट्रोड के करीब है से देख सकते हैं, जबकि तनाव के बाएँ और दाएँ पक्ष की बात ई में कण बांधने की मशीन की वजह से flowability कमी हुई, बांधने की मशीन ऊपर और नीचे पदार्थ तनाव के प्रभाव के तहत सक्रिय सामग्री के कणों से दोनों पक्षों की ओर इतना सक्रिय हो जाएगा।
पैनल ख आसपास प्रक्रिया चिपकने वाला के तनाव वितरण, चिपकने वाला उल्लेख किया जा सकता है कि तनाव आंकड़े से सक्रिय पदार्थ की मात्रा परिवर्तन की वजह से वितरण लगभग एक समान है की मात्रा परिवर्तन में सक्रिय सामग्री के कणों से पता चलता है, लेकिन अभी सावधान अध्ययन में पाया गया छोड़ दिया और सही चिपकने वाला तनाव सक्रिय सामग्री या चिपकने के निचले छोर से सक्रिय सामग्री है, जो कि सक्रिय सामग्री के बांधने की मशीन कणों के बाएँ और दाएँ पक्ष के चक्र अधिक गैर-परतबंदी घटना होने का खतरा इंगित करता है तनाव के अधीन है लेकिन वास्तव में, हम बहुत छोटी मात्रा परिवर्तन की साइकिल चालन (NMC 2-4%) के दौरान सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नोट करने के लिए की जरूरत है, और इसलिए तनाव तथ्य के कारण मात्रा विस्तार के कारण सक्रिय सामग्री के बांधने की मशीन कणों की परिवर्तन PVDF तुलना में काफी छोटा शोषक के विस्तार के कारण चिपकने वाला की मात्रा।
पूर्वगामी के विश्लेषण से गोलाकार कणों को निर्देश दिया जाता है, लेकिन कणों के वास्तविक उपयोग हम कई अन्य आकार, और तनाव चिपकने वाला विश्लेषण किया गया पर प्रेरित के विभिन्न कण आकार के इस प्रकार जेएम फोस्टर प्रभाव है। निम्न चित्र अलग कण आकार दिखाता है तरल शोषक चिपकने वाला के लिए तनाव वितरण का प्रभाव, एक बांधने की मशीन तनाव बिंदु स्थिति पी के अंडाकार कणों से गणना परिणाम, सकारात्मक है, जबकि बिंदु ई पर बांधने की मशीन में तनाव एक नकारात्मक मूल्य है यह पिछले विश्लेषण भी आंकड़े से देखा जा सकता है के साथ संगत है, व्यवस्था दिशा अण्डाकार कण भी चिपकने वाला तनाव, जब इलेक्ट्रोड सतह के लिए अंडाकार समानांतर की लंबी पक्ष में काफी वृद्धि होगी प्रभावित करते हैं तनाव चिपकने वाला।
निम्न चित्र चिपकने वाला के विभिन्न आरोप दर पर तनाव से पता चलता है (सकारात्मक इलेक्ट्रोड की एक नस्ल में अंजीर चिपकने वाला, बी नकारात्मक इलेक्ट्रोड में चिपकने वाला अंजीर तनाव है), सबसे धीमी प्रभारी दर प्रयुक्त गणना की आवश्यकता है 3100h चार्ज पूरा हो गया है, और पूरा हो गया है केवल सबसे तेजी से चार्ज दर 0.031h चार्ज की जरूरत है, तनाव देखा जा सकता है एक उच्च चार्ज दर सक्रिय सामग्री कण ड्राइंग से चिपकने वाला की स्थिति ई बिंदु में काफी वृद्धि होगी, चिपकने वाला और सक्रिय के कारण स्तरित सामग्री कण समस्या। सामान्य तेजी से चार्ज की दर में अधिक है 1C सकारात्मक, नकारात्मक चिपकने वाला उत्पादन क्षति हैं, इस प्रकार एक लिथियम आयन बैटरी के जीवन को प्रभावित करने वाले।
जेएम फोस्टर काम ताकि हम सूक्ष्म स्तर वितरण से सक्रिय सामग्री के कणों के आसपास चिपकने वाला के तनाव कारकों की एक स्पष्ट समझ और चिपकने वाला प्रभाव के तनाव वितरण हो सकता है - सक्रिय सामग्री कण आकार और आरोप-निर्वहन दर, में गहराई से चर्चा, डिजाइन और निर्माण लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोड सामग्री कुछ महत्व है।
